Транзисторный ключ

(73) Заявите ТРАНЗИСТОРНЫИ КЛЮ 20 ны из мо 25 нияно с 0 Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для коммутации и защиты электрических сетей и во вторичных источниках питания,Известен транэисторйый ключ, содержащий силовой транзистор, усилиюгель мощности н устройство сравнения опорного напряжения с напряжением на ключе 11.Недостатком такого ключа является возможность токовой перегрузки силового транзистора из-за инерционности цепей защиты и ограниченного вре мени выключения силового транзистора, что снижает надежность работы в условиях коммутации максимальных токов. Известен другой более совершенй транзисторный ключ, состоящий силового транзистора, усилителя щностн, датчика тока, компаратор триггера, в котором для нсключе"токовых перегрузок последоватетранзистором включен дроссель Недостатком такого Устройства я яется снижение массо-габаритных п аэателей нэ-эа введения дросселя начительной энергоемкости 2). Цель изобретения - повышение надежности, улучшение массо-габаритных показателей.Поставленная цель достигается тем, что в транзисторном ключе, содержащем силовой транзистор, датчик тока, дроссель .с дополнительной обмоткой и блок управления, состоящий из компаратора, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а другой - с датчиком тока, триггера, у которого один вход соединен с выходом компаратора, а другой - с источником внешнего сигнала управления, и усилитель мощности, у которого вход соединен с выходом триггера, а выход ,с базой силового транзистора, дополнительная обмотка включена между датчиком тока и другимвходом компараторНа чертеже представлена принципиальная схема транзисторного ключа.Схема транзисторного ключа состоит из силового транзистора 1, усилителя 2 мощности, дросселя 3, датчика 4 тока, источника 5 опорного напря жения, компаратора б, триггера.7 и нагрузки 8. Транзистор 1 соединен с нагрузкой 8 через основную обмотку дросселя 3, и датчик 4 тока. Выход датчика 4 тока через вспомогатель",ную обмотку дросселя 3 и источник 5 опорного напряжения подключен ко входу компаратора б, а выход последнего через триггер 7 соединен со входом усилителя 2 мощности, связанного с базой силового транзистора 1. 5Устройство работает следующим образом.По сигналу Пэх поступающему на вход усилителя мощности 2, силовой транзистор 1 находится либо в открытом, либо в закрытом состоянии. При открытом силовом транзисторе 1 коллекторный ток протекает по датчику 4 тока, обмотке дросселя Зи нагрузке 8. Суммарное напряжение, действующее на датчик тока 4 и на вторичной обмотке дросселя 3, сравнивается на входах компаратора б с опорным напряжением Оисточника 5.Величина напряжения Бо выбирается таким образом, чтобы при токе нагруз ки, превышающем заданное значение тока через транзистор, компаратор 6 опрокидывался. В этом случае срабатывает триггер 7, по сигналу с которого усилитель мощности 2 обеспечивает эа пирание силового транзистора 1.Триггер б остается в запрещающем состоянии вплоть до прихода на его второй,вход разрешающего импульса. Время закрытого состояния силового тран- З 0 зистора 1 в общем случае зависит от типа и назначения схемы. При коротком замыкании в цепи нагрузки коллекторный ток транзистора начинает резко возрастать практически по линейному закону.Из-за инерционности силового транзистора 1, а.также усилителя 2 и триггера 7 закрытие транзисторного ключа произойдет с некоторой временной задержкой С 40Чем больше напряжение питания 0 П и инерционность элементов , а также, чем меньше индуктивность дросселя 3, тем значительнее ток в цепи датчикр тока превысит опорное значение 45 задаваемое источйиком 5 опорного напря- , жения. Поэтому в известных схемах ве- личину опорного напряжения существенно занижают по отношению к максималь" но допустимой величине, а дроссель 3 рассчитывают таким образом, чтобы заметно снизить скорость нарастания в нем тока. Все это ведет к увеличению массы и габаригов транзисторногоключа,В предложенном устройстве напряжение с датчика 4 тока суммируетсяснапряжением, пропорциональным скорости нарастания токаЧем выше, скорость нарастания тока, тем больше суммарный сигнал, сравниваемый с опорнымнапряжением, при котором ток силовоготранзистора будет равен величине, определяемой опорным напряжением УзЧем выше напряжение питания, тем выше будет и скорость нарастания токасилового транзистора 1, однако темраньше происходит и срабатываниекомпаратора б.Благодаря введению цепи обратнойсвязи по первой производной тока силового транзистора обеспечиваетсявозможность компенсации задержки еговыключения.Это позволяет эа счет повышения быстродействия схемы снизитьмассу и габариты дросселя, а за счетисключения возможных перегрузок потоку повысить надежность работы уст"ройства.формула изобретенияТранзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, датчик тока, дроссель с дополнительной обмоткой, блок управления, состоящий из компаратора, один вход которого соединен с источ" ником опорного напряжения; а другой - с датчиком тока, триггера, у которого один вход соединен с выходом компаратора, а другой - с источником внешнего сигнала управления, и усилитель мощности у которого вход соединен с выходом триггера, а выход - с базой силового транзистора, о т л и ч а.- ю щ и й с я тем, что, с целью повы" шения надежности и улучшения массо- габаритных показателей, дополнительная обмотка дросселя включена между датчиком тока и другим входом компаратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 438114, кл. Н 03 К 17/60, 1974.2. Мащуков Е.В. Транзисторные устройства коммутации и защиты сетей постоянного тока. Сборник ЭТвА. фСоветское радио, 1977, вып.9.822363 оставитель А. Бомкоехред А.Ач , Корректор М,Вигула едактор М, Н женко 8 омит Подписи я нал ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 1893/83 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, Жтвенного бретений 5, Раушс ета СССР рытий б., д. 4/5